Бактериальная пятнистость хлопчатника — заболевание, поражающее хлопчатник в результате заражения Xanthomonas axonopodis pathovar malvacearum (Xcm) — грамотрицательной, подвижной, палочковидной, неспорообразующей бактерией с одним полярным жгутиком.
Бактерии могут поражать хлопчатник на всех стадиях роста, заражая стебли, листья , прицветники и коробочки. Они вызывают увядание рассады, пятнистость листьев, черную руку (на стебле и черешках), черную жилку и гниль коробочек. На семядолях образуются небольшие зеленые, пропитанные водой округлые (или неправильной формы) пятна, которые становятся коричневыми. Семядоли могут деформироваться, если инфекция интенсивная. Черные и удлиненные поражения могут опоясывать гипокотиль и убивать сеянцы. На листьях образуются разбросанные мелкие темно-зеленые, пропитанные водой, ареолированные пятна размером 1–2 мм на нижней поверхности, которые кажутся полупрозрачными в проходящем свете. Пятна увеличиваются в диаметре до 5 мм, становятся угловатыми (из-за жилкования листьев), коричневыми и позже становятся темно-коричневыми или черноватыми, становясь видимыми на верхней поверхности. На восприимчивых сортах могут образовываться многочисленные пятна, вызывающие хлороз, некроз и деформацию, а в конечном итоге и дефолиацию. [1] симптом черной руки характеризуется темно-коричневыми или черными поражениями, которые могут сливаться, а затем расширенный некроз опоясывает стебель с закупоркой сосудистой системы в инфицированных местах, что препятствует движению воды и питательных веществ через растительную систему. Опускание листьев связано с этим препятствием движению воды и питательных веществ. Растрескивание стебля и гуммос также наблюдаются у инфицированных растений. Последующий перелом стебля, который обычно висит как сухая черная ветка, называется «черной рукой». Сообщается также, что патоген вызывает почернение жилок и прожилок, придавая типичный «зараженный» вид. [ необходима ссылка ]
Защитные механизмы растений играют неотъемлемую роль в управлении тем, как растения развивают устойчивость к различным болезням, которые угрожают растению. Они обеспечивают самую дешевую и лучшую стратегию борьбы с вредителями и болезнями, особенно в растениях, выращиваемых в коммерческих целях. Несмотря на распространенность бактерий фитофтороза в хлопчатнике, некоторые генотипы хлопка выработали защитные механизмы для сопротивления инфекциям, вызванным бактериями. Устойчивость характеризуется серией физиологических серий, механизмов и физических наблюдений. [ необходима цитата ]
Наблюдение за хлопковой тканью во время устойчивости показывает: дезорганизацию органелл, таких как ядра и хлоропласты, быстро разрушающиеся клетки в зонах заражения и конденсированную цитоплазму (Al-Mousawi et al., 1982). Физиологическая устойчивость осуществляется серией механизмов: окислительный взрыв, систематическая устойчивость, оксилипиновый путь и накопление сесквитерпеноида (Martinez et al., 2000).
Окислительный взрыв, который происходит во время удлинения волокон, отвечает за высвобождение активных форм кислорода. Систематическая резистентность — это фаза реакции резистентности (SAR), отмеченная высвобождением салициловой кислоты в инфицированных участках окислительного взрыва. Оксилипиновый путь характеризуется факторами транскрипции этиленового ответа, которые играют важную роль в интеграции сигналов для активации жасмоновой кислоты, которая инициирует резистентность (Champion et al., 2009). Последняя фаза характеризуется накоплением сесквитерпеноидных фитоалексинов, которые останавливают размножение бактерий. [ необходима цитата ]
При заражении бактериями фитофтороза (1 и 3) бактериальные клетки вводят эффекторы, созданные для развития генов устойчивости в ядрах хозяина. Когда белки хозяина R распознают бактерии, некоторые специфические механизмы активируются через сигнальные пути. Гены группы ERF IX3 транскрибируются параллельно с продукцией ROS (t = 3 ч; 2: локализация H 2 O 2 в устойчивых листьях). Накопление салициловой кислоты на стадии систематической устойчивости достигает кульминации после всплеска, приводящего к активации гена 9- или 13-Lox (t = 9 ч), транскрипции генов факторов транскрипции ответа на этилен (ERF) и синтезу OPDA/JA (t = 12 ч). В то же время также высвобождаются флавоноиды и общая активность пероксидазы, помогающие противостоять бактериям. Устойчивость направлена на остановку роста бактерий (7: зеленая линия) по сравнению с ростом восприимчивых растений (7: синяя линия) и предшествует распаду клеток (6: конденсация цитоплазмы клеток HR), завершающему цикл HR (Jalloul et al., 2015).
Устойчивость к бактериям хлопковой гнили является одной из основных целей селекционеров хлопчатника. Хотя устойчивость хлопчатника может быть обусловлена определенной расой Xcm, она показывает, как физиологические характеристики растений могут эффективно способствовать устойчивости растений к болезням и атакам вредителей. Клонирование генов R может использоваться для разработки мультигенетической устойчивости. Дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на установлении взаимосвязей между белками R хлопчатника и эффекторами Xcm. Это ляжет в основу разработки хлопка, устойчивого к Xcm, что позволит увеличить производство и снизить затраты. [ необходима цитата ]